基坑周边地表竖向位移液压监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及基坑监测技术领域，更具体地说涉及基坑周边地表竖向位移液压监测装置。


背景技术：

2.目前，城市地下空间建设达到前所未有的规模和高度，由此产生大量深基坑开挖和支护的项目和课题，尤其在深基坑安全控制方面受到国内学者和专业人员的高度关注，而基坑监测是把控安全并指导施工最有效的方法，按照现行《建筑基坑工程监测技术规范》(gb50497
‑
2009)和《城市轨道交通工程监测技术规范》(gb50911
‑
2013)要求，深基坑周边地表竖向位移监测是各等级基坑安全监测的常规指标之一。
3.基坑周边地表沉降主要由于在基坑开挖及围护结构施工期间，地下水疏干及基坑主体围护结构变形所导致，若围护结构设计及施工不合理，极易产生渗流、管涌，致使周围地表下沉、塌陷，直接影响基坑主体结构施工及周围环境的安全。因此，基坑周边地表沉降监测对于监控基坑安全施工和周边环境的安全至关重要。
4.目前，基坑周边地表沉降监测通常采用几何水准法、三角高程法、静力水准法等，为了满足测量精度要求，上述方法对人员测量水平、测量仪器精度、基准点布设及现场条件要求较高，同时，为了达到理想的监测效果，现场监测过程中应严格遵循固定线路、固定人员、固定仪器的“三固定”原则，不仅影响了现场监测效率，且极大的提高了仪器和人工成本，此外，对于城市地铁工程，存在施工空间局限、周边环境复杂等问题，致使监测点常被施工材料覆盖，或被施工机械破坏而无法监测，且随着基坑监测行业自动化水平不断提高，寻求一种可实现周围地表自动化监测装置和方法迫在眉睫。


技术实现要素：

5.本实用新型克服了现有技术中的不足，现有基坑周边地表沉降监测方法中存在的仪器成本高、测量效率低、对人员经验水平要求严格等问题，提供了基坑周边地表竖向位移液压监测装置，该装置操作方便、测量精度高、成本低、且可实现基坑周边地表沉降自动化监测的目的。
6.本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现。
7.基坑周边地表竖向位移液压监测装置，包括多段式液压系统和无线传输系统，在监测断面位置的地表进行开槽作业以得到监测点凹槽；
8.所述多段式液压系统包括振弦式渗压计、钢丝软管、监测液体、密封塞和管卡，所述钢丝软管的尾端插入所述监测点凹槽内，所述振弦式渗压计依次均匀设置在所述钢丝软管内，所述密封塞将所述钢丝软管的首端密封，在所述钢丝软管内填充满所述监测液体，利用所述管卡将所述钢丝软管的尾端与地连墙或冠梁进行固定；
9.所述无线传输系统包括无线传输器和pc电脑端，所述振弦式渗压计的数据线与所述无线传输器的输入端相连，所述无线传输器的无线信号输出端与所述pc电脑端的信号输
入端相连，利用无线传输系统采集初始监测数据，在监测过程中，通过多段式液压系统与监测点之间的液体压差变化量计算监测点的沉降量，以实现自动监测基坑周边地表竖向位移的目的。
10.在所述密封塞上开设有排气阀、注水口和出线孔，注水口用于自钢丝软管的首端注入监测液体，直至监测液体灌满整根钢丝软管并排出钢丝软管内的所有气体，排气孔用于排出钢丝软管内的所有气体，出线孔用于将振弦式渗压计的数据线自钢丝软管的首端密封塞的出线孔导出并与无线传输系统相连。
11.所述钢丝软管的管顶位于地面以下3
‑
5cm处，所述钢丝软管的外径为62mm，所述钢丝软管的内径为50mm，所述钢丝软管的破裂压为14kgf/cm2。
12.所述振弦式渗压计的直径为25mm，所述振弦式渗压计的量程为0
‑
170kpa，所述振弦式渗压计的分辨率≤0.05％f
·
s。
13.在所述振弦式渗压计内设置有温度传感器，所述温度传感器的测量范围为
ꢀ‑
25℃～ 60℃。
14.所述监测液体采用防冻液体或者蒸馏水，监测液体需提前通过试验测得其密度，以解决冬季施工问题。
15.在监测断面对应的冠梁上设置有钢丝软管管口高程的校准点，以实现对钢丝软管的管口水头标高进行校准的目的，校准频率为1周/次。
16.所述无线传输器采用振弦式频率测定仪发射器，所述无线传输器的发射
‑
接收距离为 1.0km。
17.所述无线传输器的数量为8个，所述无线传输器的测量精度为
±
0.01hz，且所述无线传输器能够重复使用。
18.所述监测点凹槽的深度为5
‑
10cm。
19.本实用新型的有益效果为：该装置制作安装方便，将现场地表竖向位移监测点隐蔽埋设，通过液体压差计算各点沉降量，并实现自动化量测，大大减少以往长距离水准闭合导线方法的测量时间，提高测量精度，避免了监测点位上覆机械、材料、废弃渣土或监测点被破坏等无法测得数据问题，更能较好的适应现场复杂的施工环境；该装置测量简单，精度高、时间短，可实现单人无线接收数据，大大减少人工成本；使用的材料、仪器价格低，渗压计可重复使用，减小仪器投入成本；监测数据处理简单，现场测量后即可得到监测点竖向位移情况，有利于监测数据及时反馈；此外，该装置防水效果好，受天气影响小，恶劣天气下监测数据正常，实用性较强。
附图说明
20.图1是本实用新型的监测平面俯视结构示意图；
21.图2是本实用新型中多段式液压系统的结构示意图；
22.图3是图1中的a
‑
a向监测剖面结构示意图；
23.图4是图1中的b
‑
b向监测剖面结构示意图；
24.图5是本实用新型中密封塞的放大结构示意图；
25.图中：1
‑
1为振弦式渗压计，1
‑
2为钢丝软管，1
‑
3为监测液体，1
‑
4为密封塞，1
‑
5 为排气阀，1
‑
6为注水口，1
‑
7为出线孔，1
‑
8为管卡，2
‑
1为无线传输器，2
‑
2为pc电脑端，2
‑
3为
校准点，3为基坑，4为地连墙或冠梁，5为支撑，6为回填土，7为地面硬化， 8为临时围墙。
26.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
27.下面通过具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
28.实施例一
29.基坑周边地表竖向位移液压监测装置，包括多段式液压系统和无线传输系统，在监测断面位置的地表进行开槽作业以得到监测点凹槽；
30.多段式液压系统包括振弦式渗压计1
‑
1、钢丝软管1
‑
2、监测液体1
‑
3、密封塞1
‑
4和管卡1
‑
8，钢丝软管1
‑
2的尾端插入监测点凹槽内，振弦式渗压计1
‑
1依次均匀设置在钢丝软管1
‑
2内，密封塞1
‑
4将钢丝软管1
‑
2的首端密封，在钢丝软管1
‑
2内填充满监测液体1
‑
3，利用管卡1
‑
8将钢丝软管1
‑
2的尾端与地连墙或冠梁4进行固定。
31.无线传输系统包括无线传输器2
‑
1和pc电脑端2
‑
2，振弦式渗压计1
‑
1的数据线与无线传输器2
‑
1的输入端相连，无线传输器2
‑
1的无线信号输出端与pc电脑端2
‑
2的信号输入端相连，在监测过程中，通过多段式液压系统与监测点之间的液体压差变化量计算监测点的沉降量，以实现自动监测基坑周边地表竖向位移的目的。
32.监测点凹槽的深度为5
‑
10cm。
33.实施例二
34.在实施例一的基础上，在密封塞1
‑
4上开设有排气阀1
‑
5、注水口1
‑
6和出线孔1
‑
7，注水口1
‑
6用于自钢丝软管1
‑
2的首端注入监测液体1
‑
3，直至监测液体1
‑
3灌满整根钢丝软管1
‑
2并排出钢丝软管1
‑
2内的所有气体，排气孔用于排出钢丝软管1
‑
2内的所有气体，出线孔1
‑
7用于将振弦式渗压计1
‑
1的数据线自钢丝软管1
‑
2的首端密封塞1
‑
4的出线孔1
‑
7导出并与无线传输系统相连。
35.钢丝软管1
‑
2的管顶位于地面以下3
‑
5cm处，钢丝软管1
‑
2的外径为62mm，钢丝软管1
‑
2的内径为50mm，钢丝软管1
‑
2的破裂压为14kgf/cm2。
36.振弦式渗压计1
‑
1的直径为25mm，振弦式渗压计1
‑
1的量程为0
‑
170kpa，振弦式渗压计1
‑
1的分辨率≤0.05％f
·
s，在振弦式渗压计1
‑
1内设置有温度传感器，温度传感器的测量范围为
‑
25℃～ 60℃。
37.监测液体1
‑
3采用防冻液体或者蒸馏水，监测液体1
‑
3需提前通过试验测得其密度，以解决冬季施工问题。
38.实施例三
39.在实施例二的基础上，在监测断面对应的冠梁上设置有钢丝软管1
‑
2管口高程的校准点2
‑
3，以实现对钢丝软管1
‑
2的管口水头标高进行校准的目的。
40.校准频率为1周/次。
41.无线传输器2
‑
1采用振弦式频率测定仪发射器，无线传输器2
‑
1的发射
‑
接收距离为 1.0km。
42.无线传输器2
‑
1的数量为8个，无线传输器2
‑
1的测量精度为
±
0.01hz，且无线传输器2
‑
1能够重复使用。
43.监测原理：如果监测点的位置发生了沉降，在钢丝软管的管口处水头高程不变的情况下，监测液体的高差增大，振弦式渗压计测得的压强增大，进而通过初始的监测液体的压差来计算沉降量。
44.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
45.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
46.以上对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。